- AVANT-PROPOS
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"Quelle
est la hauteur du cerf-volant" est une sempiternelle
question. En fait, on devrait dire "élévation"
.
Ici, j'ai résumé
les principaux sujets d'investigations et de développements
que j'ai entrepris depuis 1992 pour déterminer la
hauteur d"un cerf-volant.
L'élévation
d'un cerf-volant peut devenir une question pour des applications
scientifiques, ou lorsqu'il existe des réglementations
de la hauteur de vol ou de l'altitude d'un cerf-volant,
ou pour des applications telles que l'aérophotographie.
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- ALTIMÈTRE
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Placer un
altimètre sur le cerf-volant est une méthode
précise pour connaître l'élévation
du cerf-volant. Les modules électroniques sont devenus
bon marché. La seule difficulté est de renvoyer
les données vers le sol. Il y a maintenant plusieurs
solutions.
Une autre
méthode similaire est d'avoir un module GPS.
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- RÉGLEMENTATION
Si vous recherchez la hauteur
de vol ou l'altitude réglementaire
d'un cerf-volant en France, consulter la page réglementation et ses documents
en annexe. |
- TÉLEMÈTRE
sans/avec TRIGONOMÉTRIE
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Le télémètre
est un instrument merveilleux. Vous pouvez marcher juste
à l'aplomb du cerf-volant, le viser, et voilà
son élévation!
Autrement,
mesurer la distance D jusqu'à l'aplomb du cerf-volant
et l'angle b entre le cerf-volant et l'horizon, puis
appliquer la formule
H
= D x sin b
La précision
de cette méthode dépend surtout des mesures
de l'angle et arrive à ±4%.
Malheureusement,
les télémètres pour les distances supérieures
à 20m coûtent très cher; dommage.
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- Un rapporteur reconfiguré pour mesurer l'angle
de fil. Difficile de faire mieux que ±2°.
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- TRIANGLE SIMPLE
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Sans aucun
appareil électronique il est possible d'estimer la
longueur de fil. Certains cerf-volistes et quelques aérophotographes
marquent leur ligne tous les 100, ou chaque 50m.
Avec cette
méthode, le fil est assimilé à une
ligne droite bien qu'en fait il est courbe. Aussi, la hauteur
calculée est toujours plus grande que l'élévation
réelle. De plus, il y a l'allongement du fil sous
la force de traction:
- Kevlar -> 2%
- dyneema -> 3%
- Polyester -> 10%
- Polyamide -> 20%
- sous l'effort maximum
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- COURBATURE DE LA LIGNE
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Il y a plusieurs
formes de courbes du fil d'un cerf-volant. Tout dépend
de la traction du cerf-volant, de la longueur du fil, de
sa grosseur, du poids de la ligne, de la poussée
du vent sur la ligne.
L'équation
mathématique de cette courbe doit prendre en compte
tous ces paramètres physiques, ce qui rend l'expression
complexe.
Le
schéma ci-contre montre combien les formes de cette
courbe peuvent avoir de formes différentes.
J'ai essayé
de trouver une méthode simple de tenir compte des
formes de cette courbe pour calculer l'élévation
du cerf-volant. en ayant un résultat acceptable.
Pour chacune d'elles, la longueur de fil doit être
connu, et les angles doivent être mesurés.
J'ai donc
considéré les calculs basés sur les
angles de l'horizon avec le cerf-volant et sur ceux de la
ligne.
Ci-dessous
sont les différentes méthodes que j'ai établies.
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- METHODE LUCANE 72
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Dans la revue
du Cerf-Volant Club de France, Lucane N° 72 de juin
1995, j'ai écrit un article avec une formule. J'ai
considéré la hauteur réelle NK à
mi-distance entre le calcul à partir du triangle
TWM et la hauteur VC qui suppose que le fil suivrait des
lignes droites. Ces deux lignes droites sont l'une oblique,TJ
suivant l'angle au point d'ancrage, l'autre verticale, JC.
Elles sont telles que leur longueur totale est la longueur
L de la ligne.
Durant les
années suivantes, j'ai remarqué que cette
méthode donne généralement une élévation
sous-estimée quoique souvent largement compensée
par l'allongement du fil.
Cette méthode
est aussi plus appropriée et le résultat plus
juste lorsque qu'il y a une charge sur la ligne, a priori
au point J, comme une nacelle aérophoto.
Cependant,
pas encore satisfait, j'ai ensuite élaboré
successivement deux autres méthodes pour suivre la
courbe du fil et calculer l'élévation.
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METHODE
des SEGMENTS TANGENTS
Cette méthode
est similaire à la méthode Lucane 72 mais le segment
JC est maintenant incliné selon l'angle de fil à
la bride du cerf-volant. La longueur de TJ + JC est égale
à la longueur courbe TSK du fil.
En théorie, l'élévation
calculée est toujours légèrement inférieure
à l'élévation réelle NK. Sur
le schéma, cette différence est exagérée
pour en faciliter la lecture. La différence est estimée
entre 1 et 1,5%. Il y a plus d'incertitudes dans la mesure
des angles et dans l'estimation de la longueur de fil.
Pour connaître
l'angle de fil à la bride, il faut marcher vers le cerf-volant
jusqu'à être en alignement avec JK. Ou bien , l'angle
g can
peut être mesuré après le décollage
avec 30m de fil. Il est éventuellement nécessaire
de connaître cet angle dans différents vents; l'expérience
montre que c'est tout à fait prévisible. |
